15 primerov vprašanj o temperaturi in toploti
Kalibracija termometra
1. Umerjeni termometer X kaže -30 °C za ledišče vode in 90 °C za vrelišče vode. Temperatura 60 °C za X je enaka ...
A. 20 ° C
B. 45 ° C
50 ° C
D. 75 ° C
E. 80 ° C
Razprava
Znano je, da:
Zmrzišče vode na termometru X = -30 °
Vrelišče vode na termometru X = 90 °
Vprašanje: 60 ° X = … ° C
Odgovor:
Na Fahrenheitovi lestvici je ledišče vode 32 ° F, vrelišče vode pa 212 ° F. Med lediščem in vreliščem vode je razlika 212 ° – 32 ° = 180 °.
Na Celzijevi lestvici je ledišče vode 0 ° C, vrelišče vode pa 100 ° C. Med lediščem in vreliščem vode je razlika 100 ° – 0 ° = 100 °.
Na lestvici X je ledišče vode -30 ° X, vrelišče vode pa 90 ° X. Med lediščem in vreliščem vode je razlika 90 ° – (-30 ° ) = 90 ° + 30 ° = 120 °.
Pretvori lestvico X v lestvico Celzija:
Pravilen odgovor je D.
Širitev
2. Kovinska palica se segreje na temperaturo 80 ° C in njena dolžina postane 115 cm. Če je koeficient linearnega raztezanja kovine 3.10⁻³ ° C⁻¹ in je začetna temperatura kovine 30 ° C, potem je začetna dolžina kovine….
A. 100 cm
B. 101,5 cm
približno 102 cm
D. 102,5 cm
E. 103 cm
Razprava
Znano je, da:
Začetna temperatura (T1 ) = 30 ° C
Končna temperatura (T2 ) = 80 ° C
Sprememba temperature (ΔT) = 80 ° C – 30 ° C = 50 ° C
Koeficient linearnega raztezanja kovine (α) = 3.10⁻³ ° C⁻¹
Končna dolžina kovine (L) = 115 cm
Iščemo: Začetna dolžina kovine (L o )
Odgovor:
Formula za podaljšanje dolžine:
Pravilen odgovor je A.
3. Medeninasta palica je na začetku dolga 40 cm. Ko jo segrejemo na temperaturo 80 ° C, njena dolžina postane 40,04 cm. Če je koeficient linearnega raztezanja medenine 2,0 x 10⁻⁶ ° C⁻¹ , je začetna temperatura medeninaste palice…
A. 20 ° C
B. 22 ° C
25 ° C
D. 30 ° C
E. 50 ° C
Razprava
Znano je, da:
Končna temperatura (T2 ) = 80 ° C
Začetna dolžina (L o ) = 40 cm
Končna dolžina (D) = 40,04 cm
Povečanje dolžine (ΔL) = 40,04 cm – 40 cm = 0,04 cm
Koeficient linearnega raztezanja medenine (α) = 2,0 x 10⁻⁶ ° C
Vprašanje: Začetna temperatura ( T1 )
Odgovor:
Formula za raztezanje kovine:
0,04 = (2,0 x 10⁻⁶ )(40)(80 – T⁻¹ )
0,04 = (80 x 10⁻⁶ )(80 – T⁻¹ )
0,04 = 0,0008 (80 – T1 )
0,04 = 0,064 – 0,0008 T1
0,0008 T1 = 0,064 – 0,040
0,0008 T1 = 0,024
T1 = 30 ° C
Pravilen odgovor je D.
Prenos toplote s prevodnostjo
4. Kovinske palice enake velikosti, vendar izdelane iz različnih kovin, so spojene, kot je prikazano na spodnji sliki. Če je toplotna prevodnost kovine I 4-krat večja od prevodnosti kovine II, potem je temperatura na stičišču obeh kovin ...
A. 450 C
B. 40 0 C
C. 35 0 °C
D. 30 0 C
E. 25 0 C
Razprava
Znano je, da:
Enaka velikost stebla
Toplotna prevodnost kovine I = 4k
Toplotna prevodnost kovine II = k
Temperatura kovinske konice I = 50 ° C
Temperatura kovinske konice II = 0 ° C
Vprašanje: Temperatura na stičišču obeh kovin
Odgovor:
Formula za hitrost prenosa toplote s prevodnostjo:
Opis: Q/t = hitrost prenosa toplote, k = toplotna prevodnost, A = površina, T1 - T2 = sprememba temperature, l = dolžina palice
Temperatura na mejni ravnini P in Q:
Dve kovinski palici A in B sta enake velikosti, zato sta površina (A) in dolžina (l) palic izločeni iz enačbe.
Pravilen odgovor je B.
5. Bodite pozorni na naslednjo izjavo!
(1) Prevodnost kovin
(2) Temperaturna razlika med kovinskimi konci
(3) Dolžina kovine
(4) Kovinska masa
Dejavniki, ki določajo hitrost širjenja toplote v kovini, so ...
A. (1), (2) in (3)
B. (1) in (4)
C. (2) in (4)
D. (3) in (4)
Samo E. (4)
Razprava
Na podlagi formule za hitrost prenosa toplote s prevodnostjo so dejavniki, ki določajo hitrost prenosa toplote, prevodnost kovine (k), temperaturna razlika med koncema kovine (T) in dolžina kovine (l). Masa kovine nima vpliva.
Pravilen odgovor je A.
6. Dve palici PQ enake velikosti, vendar iz različnih vrst kovin, sta pritrjeni, kot je prikazano na spodnji sliki. Če je koeficient toplotne prevodnosti P dvakrat večji od koeficienta toplotne prevodnosti Q, potem je temperatura na meji med P in Q ...
A. 84 °C
B. 78°C
72°C
D. 70°C
V. 90°C
Razprava
Znano je, da:
Palice PQ imajo enako velikost.
Koeficient toplotne prevodnosti kovine P (kP ) = 2k
Koeficient toplotne prevodnosti kovine Q (k Q ) = k
Vprašanje: Temperatura na mejni ravnini P in Q
Odgovor:
Formula za hitrost prenosa toplote s prevodnostjo:
Opis: Q/t = hitrost prenosa toplote, k = toplotna prevodnost, A = površina, T1 - T2 = sprememba temperature, l = dolžina palice
Temperatura na mejni ravnini P in Q:
Palice PQ so enake velikosti, zato sta A in l izločena iz enačbe.
Ni pravilnega odgovora.
Sprememba oblike
7. 1 kg ledu s temperaturo 0 ° C zmešamo z 0,5 kg vode s temperaturo 0 ° C, nato pa ...
A. del vode zamrzne
B. del ledu se stopi
C. ves led se stopi
D. vsa voda zmrzne
E. masa ledu v vodi ostaja konstantna
Razprava
Beseda led označuje vodo v trdni obliki, beseda voda pa vodo v tekoči obliki.
Pri 0 ° C se led spremeni iz trdnega v tekoče stanje. Za to spremembo agregatnega stanja mora led absorbirati toploto. Led je pomešan z vodo, zato mora led absorbirati toploto iz vode. Vendar pa ima voda tudi 0 ° C, zato led ne more absorbirati toplote. Zato masa ledu v vodi ostaja konstantna.
Pravilen odgovor je E.
Črno načelo
8. V železni posodi z maso 200 gramov je 100 gramov olja s temperaturo 20 ° C. V posodi je 50 gramov železa s temperaturo 75 ° C. Če se temperatura posode dvigne za 5 ° C in je specifična toplota olja = 0,43 cal/g ° C, potem je specifična toplota železa ...
A. 0,143 kal/g ° C
B. 0,098 kal/g ° C
C. 0,084 kal/g ° C
D. 0,075 kal/g ° C
E. 0,064 kal/g ° C
Razprava
Znano je, da:
Masa železne posode (m) = 200 gr
Začetna temperatura železne posode (T1 ) = 20 ° C
Olje je v železni posodi, tako da je temperatura olja = temperatura železne posode.
Končna temperatura železne posode (T2 ) = 20 ° C + 5 ° C = 25 ° C
Masa olja (m) = 100 gramov
Specifična toplota olja (c olja) = 0,43 cal/g ° C
Začetna temperatura olja (T1 ) = 20 ° C
Olje je v posodi, tako da je olje v toplotnem ravnovesju z železno posodo. Če je torej končna temperatura železne posode 25 ° C, potem je končna temperatura olja 25 ° C.
Končna temperatura olja (T2 ) = 20 ° C + 5 ° C = 25 ° C
Masa železa (m) = 50 gramov
Začetna temperatura železa (T1 ) = 75 ° C
Železo je potopljeno v olje v posodi, zato je železo v toplotnem ravnovesju z oljem in posodo. Če je torej končna temperatura posode 25 ° C, potem je končna temperatura železa 25 ° C.
Vprašanje: Specifična toplota železa (c železa)
Odgovor:
Toplota, ki jo sprošča železo:
Q = mc ΔT = (50)(c)(75-25) = (50)(c)(50) = 2500c kalorij
Toplota, ki jo absorbira železna posoda:
Q = mc ΔT = (200)(c)(25-20) = (200)(c)(5) = 1000c kalorij
Toplota, ki jo absorbira olje:
Q = mc ΔT = (100)(0,43)(25-20) = (43)(5) = 215 kalorij
Blackovo načelo pravi, da v zaprtem, izoliranem sistemu toploto, ki jo sprosti objekt z visoko temperaturo, absorbira objekt z nizko temperaturo.
Sproščeni Q = absorbirani Q
2500c = 1000c + 215
2500°C – 1000°C = 215
1500c = 215
c = 215/1500
c = 0,143 kal/g ° C
Pravilen odgovor je A.
9. Kozarec, ki vsebuje 200 gramov vode s temperaturo 20 °C, je napolnjen s 50 grami ledu s temperaturo -2 °C. Če pride do izmenjave toplote samo med vodo in ledom, potem po vzpostavitvi ravnovesja dobimo naslednje: (c vode = 1 cal/gr °C; c ledu = 0,5 cal/gr °C; L = 80 cal/gr)
A. ves led se stopi in temperatura je nad 0 °C
B. ves led se stopi in temperatura je 0 °C
C. Ne stopi se ves led in temperatura je 0 °C
D. temperatura celotnega sistema je pod 0 °C
E. del vode zamrzne in temperatura sistema je 0 °C
Razprava
Znano je, da:
Masa vode (m³ vode ) = 200 gramov
Temperatura vode (T vode ) = 20 ° C
Specifična toplota vode (c vode ) = 1 cal/gr°C
Masa ledu (m es ) = 50 gramov
Temperatura ledu (T es ) = -2 ° C
Specifična toplota ledu (c es ) = 0,5 cal/gr °C
Toplota taline (L) = 80 kal/gr
Odgovor:
Segrevanje za dvig temperature ledu z -2 ° C na 0 ° C:
Q = mcΔT
Q = (50 gramov)(0,5 kal/gr°C)(0 ° C – (-2 ° C))
Q = (50)(0,5 kalorije)(2)
Q = 50 kalorij
Segrejte, da se ves led stopi v vodo:
Q = m L = (50 gramov)(80 kal/gram) = 4000 kalorij
Segrevanje za znižanje temperature vse vode z 20 ° C na 0 ° C:
Q = mcΔT
Q = (200 gramov)(1 kal/gr°C)(0 ° C – (20 ° C))
Q = (200)(1 kcal)(-20)
Q = -4000 kalorij
Pozitiven predznak pomeni dodajanje toplote, negativni predznak pa sproščanje toplote.
Toplota, potrebna za dvig temperature ledu na 0 ° C, je 50 kalorij, toplota, potrebna za taljenje vsega ledu, pa je 4000 kalorij. Zato je skupna toplota, potrebna za taljenje vsega ledu, 4050 kalorij. Razpoložljiva toplota je toplota, ki jo sprosti voda, in znaša 4000 kalorij.
Sklepamo lahko, da razpoložljiva toplota ne zadostuje za taljenje vsega ledu v vodo. Večina ledu se je stopila v vodo, majhen del pa ne. Ta voda in preostali led imata temperaturo 0 ° C.
Pravilen odgovor je C.
10. Kos aluminija z maso 200 gramov in temperaturo 20 ° C damo v posodo z vodo z maso 100 gramov in temperaturo 80 ° C. Če je specifična toplota aluminija 0,22 cal/g ° C in specifična toplota vode 1 cal/g ° C, je končna temperatura aluminija blizu ...
A. 20 ° C
B. 42 ° C
62 ° C
D. 80 ° C
E. 100 ° C
Razprava
Znano je, da :
Masa aluminija = 200 gramov
Temperatura aluminija = 20 ° C
Masa vode = 100 gramov
Temperatura vode = 80 ° C
Specifična toplota aluminija = 0,22 cal/g ° C
Specifična toplota vode = 1 cal/g ° C
Vprašanje : končna temperatura aluminija
Odgovor :
Aluminij je v vodi, zato je končna temperatura aluminija = končna temperatura vode.
Toplota, ki jo sprosti voda višje temperature (sproščena Q) = toplota, ki jo absorbira aluminij nižje temperature (absorbirana Q)
m vode c (ΔT) = m aluminija c (ΔT)
(100)(1)(80 – T) = (200)(0,22)(T – 20)
(100)(80 – T) = (44)(T – 20)
8000 – 100T = 44T – 880
8000 + 880 = 44T + 100T
8880 = 144T
T = 62 ° C
Pravilen odgovor je C.
11. 50 g kovanec s temperaturo 85 °C potopimo v 50 g vode s temperaturo 29,8 °C (specifična toplota vode = 1 cal.g —1 .°C —1 ). Če je končna temperatura 37 °C in posoda ne absorbira toplote, potem je specifična toplota kovine ...
A. 0,15 kal.g -1 .°C -1
B. 0,30 kal.g -1 .°C -1
C. 1,50 kal.g -1 .°C -1
D. 4,8 kal.g -1 .°C -1
E. 7,2 kal.g -1 .°C -1
Razprava
Znano je, da :
Masa kovine (m kovine ) = 50 gramov
Temperatura kovine = 85 ° C
Masa vode (m³ vode ) = 50 gramov
Temperatura vode = 29,8 ° C
Specifična toplota vode (c vode ) = 1 cal.g⁻¹ . ° C⁻¹
Končna temperatura mešanice = 37 ° C
Vprašanje : specifična toplota kovine (c kovina)
Odgovor :
Toplota, ki jo sprosti kovina z višjo temperaturo (sproščena Q) = toplota, ki jo absorbira voda z nižjo temperaturo (absorbirana Q)
m kovina c (ΔT) = m voda c (ΔT)
(50)(c)(85 – 37) = (50)(1)(37 – 29,8)
(c)(85 – 37) = (1)(37 – 29,8)
48 c = 7,2
c = 0,15 kal.g⁻¹ ° C⁻¹
Pravilen odgovor je A.
12. 50-gramsko ledeno kocko s temperaturo 0 °C potopimo v 200 gramov vode s temperaturo 30 °C, ki je postavljena v posebno posodo. Predpostavimo, da posoda ne absorbira toplote. Če je specifična toplota vode 1 cal.g – 1 °C –1 in je talilna toplota ledu 80 cal.g –1 , je končna temperatura mešanice….
A. 5 °C
B. 8°C
11°C
D. 14°C
V. 17°C
Razprava
Znano je, da :
Masa ledu (m es ) = 50 gramov
Temperatura ledu = 0 °C
Masa vode (m³ vode ) = 200 gramov
Temperatura vode = 30 ° C
Specifična toplota vode (c vode ) = 1 cal.g – 1 °C –1
Toplota taljenja ledu (L ledu ) = 80 cal.g –1
Vprašanje : končna temperatura mešanice
Odgovor :
Najprej ocenite končno stanje:
Toplota, ki jo voda sprosti za znižanje svoje temperature s 30 ° C na 0 ° C:
Q rahla = m vode c vode (ΔT) = (200)(1)(30-0) = (200)(30) = 6000
Toplota, potrebna za taljenje vsega ledu:
Q melt = m es L es = (50)(80) = 4000
Toplota, porabljena za taljenje vsega ledu, je le 4000, medtem ko je količina razpoložljive toplote 6000. Sklepamo lahko, da je končna temperatura mešanice nad 0 ° C.
Črno načelo :
Toplota, ki jo sprosti voda = toplota za taljenje vsega ledu + toplota za dvig temperature ledene vode
(m vode )(c vode )(ΔT) = (m es )(L es ) + (m es )(c vode )(ΔT)
(200)(1)(30-T) = (50)(80) + (50)(1)(T-0)
(200)(30-T) = (50)(80) + (50)(T-0)
6000 – 200T = 4000 + 50T – 0
6000 – 4000 = 50T + 200T
2000 = 250T
T = 2000/250
T = 8 ° C
Pravilen odgovor je B.
Spremembe agregatnega stanja
13. Spodnji graf prikazuje razmerje med temperaturo (T) in toploto (Q), ki se dovaja 1 gramu trdne snovi. Količina toplote izhlapevanja trdne snovi je…
A. 60 kalorij/gram
B. 70 kalorij/gram
C. 80 kalorij/gram
D. 90 kalorij/gram
E. 100 kalorij/gram
Razprava:
Izparilna toplota je količina toplote, ki jo absorbira (ali sprosti) 1 gram predmeta, da spremeni svoje agregatno stanje iz tekočine v plin (ali iz plina v tekočino).
Znano je :
Absorbirana ali sproščena toplota: Q = 140 kalorij – 60 kalorij = 80 kalorij
Masa trdne snovi: m = 1 gram
Vprašal :
Parna toplota (L)v) trdne snovi?
Jawab :
Formula za določanje toplote pare :
Q = m Lv
Opis: Q = absorbirana ali sproščena toplota, m = masa snovi, Lv = toplota pare
Lv = Q / m
Lv = 80 kalorij / 1 gram
Lv = 80 kalorij/gram
Pravilen odgovor je C.
14. Spodaj je graf toplote glede na temperaturo 1 kg pare pri normalnem tlaku. Vrelišče vode je 2256 x 103 J/kg, specifična toplota vode pa je 4,2 x 103 J/kg K, potem je toplota, ki se sprosti pri prehodu iz pare v vodo, ...
A. 4,50 × 103 Joule
B. 5,20 × 103 Joule
Približno 2,00 × 106 Joule
D. 2,26 × 106 Joule
E. 4,40 × 106 Joule
Razprava:
Znano je :
Parna toplota ali vrelišče (L)v) = 2.256 x 103 J/kg
Specifična toplota vode (c) = 4200 J/kg K
Masa pare (m) = 1 kg
Vprašal :
Sproščena toplota (Q) ?
Jawab :
Q = m Lv
Q = (1 kg)(2.256 x 103 J/kg)
Q = 2256 x 103 Joule
Q = 2,256 x 106 Joule
Pravilen odgovor je D.
15. Količina toplote, ki se absorbira za dvig temperature 2 kg vode z -2 oC do 10 oC je ... Specifična toplota vode = 4.200 J/kg Co, specifična toplota ledu = 2.100 J/kg Co, talilna toplota vode (LF) = 334.000 J/kg
A. 760.400 J
B. 750.000 J
Približno 668.000 J
D. 600.000 J
E. 540.000 J
Razprava:
Znano je :
Masa (m) vode = 2 kg
Začetna temperatura (T) = -2 oC
Končna temperatura (T) = 10 oC
Specifična toplota ledu (c es) = 2100 J/kg Co
Specifična toplota vode (c vode) = 4200 J/kg Co
Talilna toplota vode (L)F) = 334.000 J/kg
Vprašal :
Absorbirana toplota (Q) ?
Jawab :
Sprememba temperature od -2 oC do 10 oC gre skozi več stopenj.
1. faza, temperatura ledu se poveča z -2 oC do 0 oC (povečanje temperature ledu se ustavi pri ledišču vode, ki je 0 oC)
2. faza, ves led se stopi (trdno stanje se spremeni v tekoče pri temperaturi ledišča vode, ki je 0 oC)
V 3. fazi se temperatura vode ponovno zviša od 0 oC do 10 oC)
Torej od temperature -2 oC do 0 oC je voda še vedno v trdnem stanju. Pri temperaturi 0 oC, pride do prehoda iz trdnega v tekoče stanje. Ko se trdno stanje spremeni v tekoče, se temperatura vode ponovno poveča od 0 oC do 10 oC.
Q1 = (m)(c es)(delta T) = (2 kg)(2100 J/kg Co)(0 oC – (-2 oC)) = (2)(2100 J)(2) = 8400 J
Q2 = (m)(LF) = (2 kg) (334.000 J/kg) = 668.000 J
Q3 = (m)(c vode)(delta T) = (2 kg)(4200 J/kg Co)(10 oC - 0 oC)) = (2)(4200 J)(10) = 84000 J
Absorbirana toplota:
Q = Q1 + Q2 + Q3
Q = 8400 J + 668.000 J + 84000 J
Q = 760.400 Joulov
Pravilen odgovor je A.
Vir vprašanja:
Vprašanja iz fizike za nacionalni izpit za višjo srednjo šolo/poklicno srednjo šolo
